CN105551240A - 基于不同道路状况的汽车尾气排放测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于不同道路状况的汽车尾气排放测定方法，首先将烟气测定仪固定安放在汽车排气管口，实时记录汽车尾气各成分的排放情况；同时，在汽车上安装高精度差分GPS定位装置，以便后期利用采集的定位数据结合DICAD道路辅助设计软件拟合恢复道路空间线形；还可同时在车上利用手机振动感应技术记录汽车行驶过程中的振动情况；最终可探究不同道路状况下的汽车尾气排放的规律。本发明将道路状况与尾气排放相结合，可以方便、清晰地得出不同道路状况下汽车尾气排放的不同状况，对探究道路各空间线形参数对尾气排放的影响规律很有帮助，可用于道路设计方案比选、道路环境评价等过程中进行参考，有利于推动绿色交通发展。

Description

基于不同道路状况的汽车尾气排放测定方法

技术领域

本发明涉及汽车尾气排放测定技术领域，具体涉及一种研究不同的道路状况对于汽车尾气排放影响的汽车尾气排放测定方法。

背景技术

随着社会经济的发展和城市化、机动化进程的加快，机动车保有量急剧增长，居高不下。城市汽车保有量的快速增加除了导致严重的交通拥堵外，同时也产生了更为严重的交通环境污染，其中以对人们的生活造成极大不便、严重损害人们身体健康的雾霾为典型代表。

随着交通环境污染的日益加剧，排放控制策略研究也逐步由发动机改进等针对单车的排放削减发展到改善道路整体排放控制。而有效的道路尾气排放控制策略制定的前提是准确合理地对道路尾气排放进行量化评估。目前的路网尾气排放量化评价研究一般从较为宏观的角度分析路网机动车排放总量，无法反映路网中不同路段排放污染的特性，因此也就不能够为道路设计者提供减少道路尾气排放的参考和指导。由此可知，道路尾气排放的准确量化，是解决交通环境问题的关键。

影响道路尾气排放水平的因素非常复杂，长期以来，国内外对于道路尾气排放的研究主要集中于驾驶行为、交通流、发动机等方面，对于影响道路尾气排放的主观因素-人和客观因素-车都有了较为全面的了解和研究，但诸多研究均着眼于车辆的行驶状态：速度和加速度。经研究分析可知，道路的空间线性的不同(包括坡度、曲线半径、坡长等参数)和平整度都会对其尾气排放有一定的影响。实际上道路的几何线形亦是决定车辆的行驶状态的主要因素。对于道路空间线形和平整度对道路尾气排放的研究不仅具有道路线形设计的指导意义，还能够为多方案路线选择时提供可靠的道路尾气排放趋势预测，为其环境评价提供有力的论证。

现有的尾气测定方法很多，但为固定设置在道路两侧或交叉口的尾气测定装置，此类测定方法存在以下不足之处：1)不能跟踪、持续测定特定车辆在行驶过程中的尾气排放变化情况；2)很难直观地反应汽车尾气排放与所行驶的不同道路状况之间的关系。

综上可知，提出一种可以方便、直观地测定基于不同道路状况的汽车尾气排放测定方法，从而便于我们总结、分析道路各空间线形参数对尾气排放的影响规律是很有必要的，也是推广、实现“绿色交通”、“可持续发展”等理念亟待解决的问题。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于不同道路状况的汽车尾气排放测定方法，可以方便、直观地研究不同的道路状况对于汽车尾气排放的影响规律，可以克服现有技术中存在的不足，同时还可以更好地解决交通环境问题。

技术方案：本发明的一种基于不同道路状况的汽车尾气排放测定方法为：该测定方法包括用烟气测定仪测定尾气排放情况、利用GPS数据还原出道路线形指标和利用手机振动感应技术记录汽车行驶过程中的振动情况；根据GPS定位装置和能感应并记录振动情况的手机振动感应装置记录的数据，可体现、还原所测定道路的曲线半径、坡长、坡度的各类空间线形指标和道路的平整度，再结合所记录的汽车尾气各成分的排放情况，分析所测定道路的空间线形指标、平整度和汽车尾气排放的关系。

所述用烟气测定仪测定尾气排放情况，是将烟气测定仪固定安放在汽车排气管口，实时记录汽车尾气各成分的排放情况，测定结束后将烟气测定仪连接电脑，可将记录数据导出。

所述利用GPS数据还原出道路线形指标，是在汽车上安装是在汽车上安装高精度差分GPS定位装置，记录汽车在测定全过程中准确实时测定所经路段的三维坐标及行驶速度，且精度要求为0.01米级。测定结束后，将这些数据导入到道路线形参数计算程序和专业的CAD道路设计辅助软件中，描绘出汽车在测定阶段三维的行驶路线，实现车辆轨迹的恢复可视化，也即路线的线形拟合恢复、可视化。

其中的道路线形参数计算程序的研究思路是先利用差分GPS与航位推算(DGPS/DR)组合定位技术和计算机技术实时地获取检测道路点位坐标，再通过这些坐标计算道路线形参数。

所述利用手机振动感应技术记录汽车行驶过程中的振动情况；是在汽车上搭载能感应并记录振动情况的手机振动感应装置，记录整个测定过程中汽车的振动情况，进而反映出乘客乘坐时的舒适度和所行驶道路的平整度。

该方法包括以下步骤：

1)选定一辆车龄为3-5年的小型汽车在气温为20-25摄氏度的条件下进行测定试验；

2)在选定的车辆上安装GPS定位装置和能感应并记录振动情况的手机等振动感应装置；

3)将汽车发动，标定、检验所使用的烟气测定仪是否灵敏，并完成仪器清零和仪器延迟反应时间标定的步骤；

4)将标定清零无误的烟气测定仪用铁丝绑紧、固定在所选的测定车辆的排气管口处；

5)驾驶所选车辆在要测定的道路上行驶，同时可在车内观察烟气测定仪是否正常工作；

6)车辆行驶结束后，将烟气测定仪测定的实时尾气排放数据、GPS定位装置测定的实时定位数据和能感应并记录振动情况的手机等振动感应装置测定的振动数据导出，并注意通过移动各类数据的时间轴来消除同一地点对应的这3类数据的延误时间差，进而得到汽车行驶过程中不同地点对应的尾气排放情况和振动情况；

7)将测定过程中记录的定位数据导入到CAD中，再结合互动式道路及立交CAD***DICAD描绘出汽车在测定阶段三维的行驶路线，由GPS三维坐标直接得到三维路线图，实现车辆轨迹在地图上的恢复可视化，也即路线的线形拟合恢复、可视化，再对应路线上各点实时的尾气排放情况和振动情况，即可分析所测定道路的空间线形指标、平整度和汽车尾气排放的关系。

有益效果：本发明具有如下优点和积极效果：

1、本发明针对当下日益严峻的交通环境问题，提出一种将道路状况与尾气排放相结合的解决思路，试图从道路的角度来解决交通环境问题，便于从新的更有效的途径来减少尾气对人们的生活造成极大不便和对人们的健康造成的危害，有很强的现实意义。

2、本发明提出的尾气排放测定方法简单易行，使用的设备获取方便，用到的GPS定位技术很多车辆都有车载，用到的振动感应技术现在很多智能手机都能实现。

3、本发明提出的用手机等振动感应装置来记录汽车在行驶过程中的振动情况，能较方便、较直观地反映乘客乘坐汽车的舒适度和道路的平整度。

4、本发明提出的将测定过程中记录的定位数据导入到CAD中，再结合DICAD(互动式道路及立交CAD***)描绘出汽车在测定阶段三维的行驶路线，由GPS三维坐标直接得到三维路线图，便于实现测定、记录车辆轨迹和道路线形的可视化。

5、针对同样的测定车辆和测定实验温度，利用本发明提出的测定方法，在测定完一些不同道路状况的尾气排放情况后，可以直观地看出道路各空间线形参数和平整度对尾气排放的影响规律，这样就可以方便我们为多方案路线选择时提供可靠的道路尾气排放趋势预测，为其环境评价提供有力的论证；同时也便于引导道路设计者在道路设计阶段就注重道路的可持续发展、遵循“绿色”交通发展趋势，追求道路的综合效益。

附图说明

图1是本发明的一个实施流程示意图。

图中有：烟气测定模块1，GPS数据测定模块2，振动情况测定模块3。

具体实施方式

本发明利用烟气测定仪实时测定、记录汽车尾气排放量，并同时利用GPS定位技术和振动感应技术测定、记录汽车的行驶路径和行驶中的振动情况，进而得到汽车行驶在不同空间线形和平整度的道路上的尾气排放的不同状况。

具体地，所述的烟气测定仪固定安放在汽车排气管口，实时记录汽车尾气各成分的排放情况。

具体地，所述的GPS定位技术是在汽车上安装GPS定位装置采集汽车的实时定位数据，后期利用这些采集到的定位数据结合DICAD(互动式道路及立交CAD***)实现车辆轨迹在地图上的恢复可视化，也即路线的线形拟合恢复、可视化。

具体地，所述的振动感应技术是在车上利用能感应并记录振动情况的手机等振动感应装置记录汽车行驶过程中的振动情况，进而反映出乘客乘坐时的舒适度和所行驶道路的平整度。

本发明提出的基于不同道路状况的汽车尾气排放测定方法，包括以下步骤：1)选定一辆车龄为3-5年、性能良好的小型汽车在气温为20-25摄氏度的条件下进行测定试验；

2)在选定的车辆上安装GPS定位装置和能感应并记录振动情况的手机等振动感应装置；

3)将汽车发动，标定、检验所使用的烟气测定仪是否灵敏，并完成仪器清零和仪器延迟反应时间标定的步骤；

4)将标定清零无误的烟气测定仪用铁丝绑紧、固定在所选的测定车辆的排气管口处；

5)驾驶所选车辆在要测定的道路上行驶，同时可在车内观察烟气测定仪是否正常工作；

6)车辆行驶结束后，将烟气测定仪测定的实时尾气排放数据、GPS定位装置测定的实时定位数据和能感应并记录振动情况的手机等振动感应装置测定的振动数据导出，并注意通过移动各类数据的时间轴来消除同一地点对应的这3类数据的延误时间差，进而得到汽车行驶过程中不同地点对应的尾气排放情况和振动情况；7)将测定过程中记录的定位数据导入到CAD中，再结合DICAD(互动式道路及立交CAD***)描绘出汽车在测定阶段三维的行驶路线，由GPS三维坐标直接得到三维路线图，实现车辆轨迹在地图上的恢复可视化，也即路线的线形拟合恢复、可视化，再对应路线上各点实时的尾气排放情况和振动情况，即可分析所测定道路的空间线形指标、平整度和汽车尾气排放的关系。

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

参照图1所示，本发明的一种基于不同道路状况的汽车尾气排放测定方法由烟气测定模块1、GPS数据测定模块2、振动情况测定模块3三部分组成，3个模块同时进行。

首先，选定一辆车龄为3-5年、性能良好的小型汽车在气温为20-25摄氏度的条件下进行测定试验。然后在选定的车辆上安装GPS定位装置和能感应并记录振动情况的手机等振动感应装置。

模块1具体实施过程中，先将汽车发动，标定、检验所使用的烟气测定仪是否灵敏，并完成仪器清零和仪器延迟反应时间标定的步骤；再将标定清零无误的烟气测定仪用铁丝绑紧、固定在所选的测定车辆的排气管口处；然后驾驶所选车辆在要测定的道路上行驶，同时可在车内观察烟气测定仪是否正常工作。车辆行驶结束后，将烟气测定仪测定的实时尾气排放数据导出，待分析用。

模块2具体实施过程中，GPS定位装置记录汽车行驶中的定位数据。车辆行驶结束后，将测定过程中记录的定位数据导入到CAD中，再结合DICAD(互动式道路及立交CAD***)描绘出汽车在测定阶段三维的行驶路线，由GPS三维坐标直接得到三维路线图，实现车辆轨迹在地图上的恢复可视化，也即路线的线形拟合恢复、可视化。

模块3具体实施过程中，能感应并记录振动情况的手机等振动感应装置记录车辆行驶过程中的振动情况。车辆行驶结束后，将测定到的振动情况数据导出，待分析用。

分析处理从3个模块得到的三类数据，注意通过移动各类数据的时间轴来消除同一地点对应的这3类数据的延误时间差，进而得到汽车行驶过程中不同地点对应的尾气排放情况和振动情况。

然后根据可视化的汽车行驶轨迹即所行驶道路的空间线形参数的不同对应的尾气排放的不同状况，可直观地看出道路各空间线形参数对尾气排放的影响规律；根据不同振动情况的对应的尾气排放的不同状况，可直观地看出道路平整度对尾气排放的影响规律。

使用本发明，能快速、方便地测定不同道路状况下的汽车尾气排放规律，同时也能快捷地实现测定、记录汽车行驶轨迹并在DICAD软件中实现可视化，将从道路的角度为解决交通环境问题提高新的思路和研究方案。使用本发明，可以直观地看出道路各空间线形参数和平整度对尾气排放的影响规律，这样就可以方便我们为多方案路线选择时提供可靠的道路尾气排放趋势预测，为其环境评价提供有力的论证；同时也便于引导道路设计者在道路设计阶段就注重道路的可持续发展、遵循“绿色”交通发展趋势，追求道路的综合效益。

以上结合附图对本发明的实施方式做出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的普通技术人员而言，在本发明的原理和技术思想的范围内，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于不同道路状况的汽车尾气排放测定方法，其特征在于该测定方法包括用烟气测定仪测定尾气排放情况、利用GPS数据还原出道路线形指标和利用手机振动感应技术记录汽车行驶过程中的振动情况；根据GPS定位装置和能感应并记录振动情况的手机振动感应装置记录的数据，体现、还原所测定道路的曲线半径、坡长、坡度的各类空间线形指标和道路的平整度，再结合所记录的汽车尾气各成分的排放情况，分析所测定道路的空间线形指标、平整度和汽车尾气排放的关系。

2.根据权利要求1所述的基于不同道路状况的汽车尾气排放测定方法，其特征在于：所述用烟气测定仪要能测定碳氢化合物、氮氧化合物、一氧化碳、二氧化硫、含铅化合物、苯并芘及固体颗粒物等尾气中的主要污染物的浓度，量程为10000ppm，精度精确到0.1ppm，并要求带有数据存储功能。

3.根据权利要求1所述的基于不同道路状况的汽车尾气排放测定方法，其特征在于：所述用烟气测定仪测定尾气排放情况，是将烟气测定仪固定安放在汽车排气管口，实时记录汽车尾气各成分的排放情况，测定结束后将烟气测定仪连接电脑，将记录数据导出。

4.根据权利要求1所述的基于不同道路状况的汽车尾气排放测定方法，其特征在于：所述利用GPS数据还原出道路线形指标，是在汽车上安装高精度差分GPS定位装置，记录汽车在测定全过程中准确实时测定所经路段的三维坐标及行驶速度，且精度要求为0.01米级。测定结束后，将这些数据导入到道路线形参数计算程序和专业的CAD道路设计辅助软件中，描绘出汽车在测定阶段三维的行驶路线，实现车辆轨迹的恢复可视化，也即路线的线形拟合恢复、可视化。

5.根据权利要求1所述的基于不同道路状况的汽车尾气排放测定方法，其特征在于：所述利用手机振动感应技术记录汽车行驶过程中的振动情况；是在汽车上搭载能感应并记录振动情况的手机振动感应装置，记录整个测定过程中汽车的振动情况，进而反映出乘客乘坐时的舒适度和所行驶道路的平整度。

6.根据权利要求1所述的基于不同道路状况的汽车尾气排放测定方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

1)选定一辆车龄为3-5年、中等性能的小型汽车在气温为20-25摄氏度的条件下进行测定试验；

2)在选定的车辆上安装GPS定位装置和能感应并记录振动情况的手机等振动感应装置；

3)将汽车发动，标定、检验所使用的烟气测定仪是否灵敏，并完成仪器清零和仪器延迟反应时间标定的步骤；

4)将标定清零无误的烟气测定仪固定在所选的测定车辆的排气管口处；

5)驾驶所选车辆在要测定的道路上行驶，同时可在车内观察烟气测定仪是否正常工作；

6)车辆行驶结束后，将烟气测定仪测定的实时尾气排放数据、GPS定位装置测定的实时定位数据和能感应并记录振动情况的手机等振动感应装置测定的振动数据导出，并注意通过移动各类数据的时间轴来消除同一地点对应的这3类数据的延误时间差，进而得到汽车行驶过程中不同地点对应的尾气排放情况和振动情况；

7)将测定过程中记录的定位数据导入到CAD中，再结合互动式道路及立交CAD***DICAD描绘出汽车在测定阶段三维的行驶路线，由GPS三维坐标直接得到三维路线图，实现车辆轨迹在地图上的恢复可视化，也即路线的线形拟合恢复、可视化，再对应路线上各点实时的尾气排放情况和振动情况，即可分析所测定道路的空间线形指标、平整度和汽车尾气排放的关系。